天然香料精加工技术研究

杨柳天壹，周 容，2，丁 玉，2，陶飞燕，2

（1.四川三联新材料有限公司，四川 成都 610000，2.四川中烟工业有限责任公司，四川 成都 610000）

香料，是一种产生香气或香味的物质，分为天然香料和合成香料两大类。天然香料是从各种天然植物的花、果、叶、茎、根、皮或动物的分泌物中提取出来的致香物质；合成香料是通过化学或生物合成途径制备的香料。合成香料组分简单、香味单一，常常需要多种香料进行混配[1]；天然香料成分复杂，致香效果更加自然、丰富、饱满。为追求感官丰富度，调香师们常选用天然香料为主体，辅以少量合成香料修饰香气。近年来，随着人们对生活品质的要求越来越高，对绿色、健康、安全日益重视，天然香料在食品、化妆品、日用品、医药、保健、烟草等领域得到了广泛的应用。

目前，国内天然香料的存在形式以浸膏和挥发油为主，甚至是粗提物水平。但是，香料植物或动物分泌物成分复杂多样，常含有许多与需加香产品不协调的成分，如产生苦味的咖啡碱、茶碱、柚皮苷等物质，含量低且难挥发；部分多酚类物质（如单宁）产生涩感；果胶、蛋白质在烧烤或燃烧过程中产生残留物，应用于需烤制或燃烧的食物产品上容易造成口腔不适感等[2]。为减少天然香料在加工过程或使用时香气的损失和变化，满足高端产品设计开发需求，天然香料粗提物有必要通过精加工方式有选择性地回收或去除一些成分，提升香料整体感官品质。现介绍一些天然香料精加工的方法。

1 膜分离技术

膜分离技术是一种以压力差、电势差、浓度差、温度差等能力差为外界推动力，利用高分子膜的选择性，小分子穿过膜，大分子被截留在膜内，实现天然香料中组分分离、提纯、富集等目的。根据孔径不同膜分离方式分为微滤、超滤、纳滤。

吴彦等人[3]探究了50 nm陶瓷膜、100 kDa有机膜分级分离罗汉果浸膏的效果，通过主成分分析和卷烟产品加香评价，确定了品质最佳的膜分离组分和精制条件。结果表明，依次通过陶瓷膜、有机膜得到的100 kDa截留组分加香效果最佳，不仅能赋予卷烟产品花香、青香及木香香韵，还能有效降低卷烟烟气中烷烃和苯系化合物，减少对人体的伤害。王娜等人[4]以桂花浸膏为原料，通过膜分离截留10 kDa分子量的物质，不仅保留了桂花原有特色香味，同时有效去除了绝大部分的蛋白质和果胶，提升了桂花提取物的综合品质。

2 蒸馏技术

蒸馏技术是根据混合物中各组分沸点不同，使低沸点组分在一定温度下挥发，然后冷凝达到分离目的的一种手段。按照操作压强划分，蒸馏技术分为3类：常压蒸馏、加压蒸馏和减压蒸馏；按照操作方式划分，又分为间歇蒸馏和连续蒸馏。

利用间歇减压蒸馏方式，将桉叶粗油中不同沸点和饱和蒸汽压的组分分离出来，得到的桉油精纯度可高达98%以上[5]。徐宁等人[6]探索了减压分馏分离柑橘皮精油中的单萜类物质的最佳工艺条件，结果表明，在蒸馏温度170℃，蒸馏时间10 min的条件下，脱萜率达到最优，约为92.38%，除萜后的精油稳定性和香气质量都有了明显提升。

3 分子蒸馏技术

分子蒸馏技术是在真空条件下，利用不同物质分子运动平均自由程的差异，通过改变温度实现对混合物的分离。在分离热敏性和大分子组分时，效果非常明显。

Xiong Y等人[7]利用分子蒸馏技术从甜橙油中分离出3种邻苯二甲酸盐，减少了提取过程中有机溶剂的有害残留，提升了甜橙油使用的安全性。杨俊鹏等人[8]以丁香亚临界萃取物为原料，在蒸馏压力为10 Pa，物料流速为6 mL/min，蒸馏温度为45℃的条件下，有效脱除了色素，并且分离出高级脂肪酸等不溶与乙醇的物质，扩展了丁香油的应用领域。

4 旋转锥体柱技术

旋转椎体柱技术是一种机械辅助的高效气-液接触蒸馏技术，能够从液体或膏状混合物中分离出挥发性成分，目前已在饮料、食品、香精香料行业应用[9]。旋转椎体柱装置中有若干静止和旋转的锥体，物料进入旋转锥体柱底部后，在离心力的作用下，在旋转锥表面向上向外移动，随后在重力作用下，落到一个静止的锥体上，而载气在柱上逆向液相流动，气液充分接触，分离出挥发性成分。与传统蒸馏技术相比，旋转锥体柱技术具有更低的气体压降和更低的液体滞留能力，因此特别适合处理高粘性液体或膏状物质。Graber M F等人[10]利用旋转锥体柱技术对迷迭香精油进行提纯，得到的提纯物主要成分为樟脑、β-月桂烯和1,8-桉树脑，与传统水蒸气蒸馏技术相比，旋转锥体柱提纯的迷迭香精油更均匀、物质更丰富，并且产量更高。另外，旋转椎体柱技术在分离酒类风味物质上也取得了成功的应用，有效生产出酒精含量低、有害物质少的类葡萄酒、啤酒饮料[11-13]。

5 树脂吸附技术

树脂吸附技术是利用树脂比表面积较大的优势,借助范德华力选择性吸附天然香料中极性较小的芳香族化合物，与传统方法相比，树脂吸附技术具有溶剂损耗小、操作简便、设备运营成本低、终产品质量较好等优点，已广泛应用于医药、食品等行业天然产物的提取纯化[14]。Saffarionpour S等人[15]探索了使用不同树脂吸附啤酒中的酯类（乙酸异戊酯和乙酸乙酯）、高级醇（异戊醇和异丁醇）、二酮（二乙酰）和乙醇。结果表明，Sepabeads SP20-SS树脂吸附酯类物质的能力最佳，并且可以选择性去除高级醇，XAD16N和XAD4树脂吸附酯类物质的能力次之；对于吸附二乙酰，XAD16N和XAD4树脂的吸附能力较强；而Sepabeads SP2MGS和XAD761树脂吸附醇的能力相对更好。卢真保等人[14]用不同大孔树脂对烟叶粗提物中的烟碱进行了吸附，结果发现AB-8型树脂的吸附效果最好，为烟碱精制加工提供了参考。

6 结语

目前，以新发展理念为引领，国内香料工业正在朝着绿色、高质量的方向发展。对天然香料开展精加工技术研究，提升产品品质，能最大程度减少在产品加工、使用过程中风味物质的损失，同时回收有价值的组分。以上介绍的部分技术已在食品、医药日化等行业进行了应用，但是目前国内在对分离复杂混合物和对粗提物成分进行精细切割和重组的研究相对薄弱。从研究看来，树脂吸附是一种有前景的选择性回收、释放香味物质的技术，绿色环保、操作便捷、不破坏物质本身结构，有广阔的应用前景，但是目前该技术仍处于实验室阶段。因此，仍需继续努力，加强高选择、高通量、绿色环保的天然香料精制技术研究，同时促进实验室研究向生产转化，以提高国内天然香料产品的国际竞争力。